(1)物体在恒力作用下产生的加速度a===7.2×1011 m/s2 由图象可以知,物体在末开始做减速运动,至T时速度减至0,故物体第一次速度最大时发生在末,即: 当物体通过距离S=at2=×7.2×1011×()2m=0.04m时, 物体速度第一次达到最大,vmax=at=7.2×1011×()m/s=2.4×105m/s (2)F-t图象可知,物体在T末速度为0,在接着内沿反方向做匀加速直线运动,则 据速度时间关系知,反方向可以达到的最大速度v-max=at=7.2×1011×m/s=1.2×105m/s 所以在一个周期内的v-t图象如下图所示. (3)物体在t=0至t=2T/3期间运动的正方向位移为 S1=×2.4×105×=0.08 m 物体在t=2T/3至t=T期间运动的负方向位移大小为 S2=×1.2×105×=0.02 m
物体在t=0至t=T期间运动的位移S3=S1-S2=0.06 m 根据物体运动的周期性(见图) 物体在t=0至t=2T期间运动的位移S4=2S3=0.12m 物体还有0.03m的距离,根据S=at2 0.03=×7.2×1011×(△t)2 △t=×10-7s≈0.29×10-6s 所以物体运动位移15厘米的时间为t总=2T+△t=2.29×10-6s (4)物体运动15厘米位移大小时的速度 v=a△t=7.2×1011××10-7m/s=12×104m/s 根据动能定理,力F在15厘米位移中对物体做的功等于物体动能的变化 WF=mv2=×1.0×10-11×(12×104)2J=0.216J 答:(1)通过0.04m时速度达到最大2.4×105m/s (2)v-t图象如图所示 (3)物体运动位移15厘米所需时间为2.29×10-6s (4)物体运动位移15厘米力F做功为0.216J. |